板翅式板式换热器热力及结构强度设计

更新日期:2012-11-15

    板翅式板式换热器是一种紧凑式的高效换热器,它具有结构紧凑、轻巧、传热效率高等特点,广泛地用于石油化工、空气分离、低温工程、船舶、车辆及原子能等行业。随着钎焊及真空钳焊技术的发展,工艺的完善,材料质量的提高及材料种类的拓展,其制造成本不断下降,甚至可以应用于一些家用电器,如空调、家用取暖设施等。
    板翅式板式换热器主要设计过程可分为两部分:
    1、热力设计部分:这部分是板翅式换热器设计的主要部分,根据设计任务书提供的设计要求,按照热力学原理计算出芯体的有效长度、有效宽度及层数设计。这里有许多计算方法,如使用对数平均温差法,传热单元数法。
    2、换热器的结构强度设计部分:这部分主要是确定各部件的强度尺寸和强度校核,以确保设备的安全性。常规的设计常采用试算法,即假设某一参数已经确定,即可求出相应的其它参数,这种方法有许多局限性,因而产生了各种优化方法,从而找到效率或质量或其它指标相对较优的设计方法。
    板翅式换热器设计过程中主要涉及以下基本参数:冷热流体的流量、进出口温度,翅片的类型及尺寸,换热的方式(逆流、并流、错流)。当设计完成后,在换热器的翅片型式,流道的分布以及层数都已确定的条件下,主要功能包括:
    1、设计结果的校核可以校核常规设计或优化设计的热力计算结果的正确性以及是否满足强度的要求;
    
    2、与设计软件的配合可以验证设计结果的柔性和健壮性。为用户提供不同操作条件下,各个参数之间的关系。避免普通设计的盲目性以及优化设计中得到不稳定性。如若优化设计的结果使设备工作在不稳定的状态时,可以通过改变设计工作点,达到较佳状态。其功能包括实际工况下的波分析,承受波动的能力,最佳工作参数范围(如温差变化范围,阻力变化范围)的确定等。
    3、工作参数的调整(设备调优)设备在实际服役中,工作参数的改变及流体的参数的改变等会起其它参数的改变;通过模拟评估,给设备的再使用和决策提供基础。
    4、改变工作状态后强度的校核当我们需要改变用途以及介质的压力改变时我们必须保证设备的强度够用,通过此板翅式板式换热器模拟系统可以确定设备的安全系数以及强度余量,从而为我们正确使用设备提供安全保障。


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    编辑:黄黄
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